Paikkatietoon yhdistetyn koneistutuksen kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla

Transkriptio

1 Paikkatietoon yhdistetyn koneistutuksen kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla Eero Kubin, Miia Parviainen & Katja Kangas Luke, Oulu Metsätaimitarhapäivät 2015 Laukaa, Peurunka Luke/7497/2015/Tuula Aspegren Luonnonvarakeskus

2 Sisältö 1. Kangasmaiden metsänuudistamisen tutkimuksesta Muhoksen tutkimusasemalla 1970-luvulla 2. Laikkumätästysmenetelmän kehittäminen Koillismaalla Paikkatietoon yhdistetyn koneistutuksen kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla Tiivistelmä 2

3 Muhoksen tutkimusasema perustettiin 1969 Metsänuudistamistutkimuksessa aluksi kaksi keskeistä aihealuetta: Mille puulajille Pohjanmaan Kainuun metsät tulisi uudistaa? Maanmuokkauksen vaikutus taimettumiseen, kasvupaikkatekijöihin ja ympäristöön Taustalla Pohjois-Suomen metsänuudistamisen ongelmat ja tarve tehostaa uudistamistutkimusta 3

4 Puulajien menestymisen seurantaa varten perustettiin laajoja kenttäkokeita Oulu Paltamo Taimien elinympäristö- ja maanmuokkaustutkimus keskitettiin Kivesvaaran koealalle Paltamoon yhteistyössä UPM:n kanssa 4

5 Kivesvaaran koekenttä : Perustettiin ensisijaisesti metsänuudistamisen vesistövaikutustutkimusta varten 215 F C S P T P T P S C F S 20 T C P Lohkot I - III Kuusi metsä Männyn taimikko Taimikon raja Oja ja vedenvirtaussuunta Korkeuskäyrä 1 m:n välein Tie Kenttälaboratorio Valumavesi keräyspiste Hakkuu Muokkaus 1974 Viljely 1976 (lohkot I II), 1975 (lohkot III IV) F C S P T 17 Hakkaamaton metsä Avohakattuala ilman maanmuokkausta Laikutus Sinkkilän laikkurilla Piennarauraus telaketjutraktorilla Täysmuokkaus piennarauralla P 205 C T C F F P P T S 200 S 16 C 1 Lohkot IV - V m

6 6 Tärkeimpänä tavoitteena oli tutkia muokkauksen vaikutusta ravinteiden huuhtoutumiseen ja maan lämpöoloihin

7 Uudistamisen vesistövaikutustutkimus alkoi Suomessa ensimmäisenä Kivesvaaralla NO 3 -N µg/l Ensiharvennus 2011 Kubin, E Site preparation and leaching of nutrients. Earlier results ( ) published in FFRI Research Papers 567 7

8 Kivesvaaran koekenttää First thinning Photo E. Kubin Photo P. Savilampi 8

9 Korkeiden alueiden metsänuudistamiskokeiden Kivesvaaraa vastaava keskittymä on Kuusamossa Koejäsenet 1. Vaotus, kuusi, tavallinen istutus 2. Vaotus, mänty, tavallinen 1 = Vaotus, kuusi, tavallinen istutus 6 = Laikkumätästys, kuusi, tavallinen istutus 2 = Vaotus, istutus mänty, tavallinen istutus 7 = Laikkumätästys, 7. Laikkumätästys, kuusi, syväistutus, 1v. kuusi, taimi 3. 3 = Naveromätästys, kuusi, tavallinen kuusi, istutus 8 = Laikkumätästys, syväistutus, mänty, tavallinen 1 v taimi istutus 4 = Naveromätästys, kuusi, syväistutus, 1v. taimi 9 = Naveromätästys, kuusi, syväistutus, 2v. taimi 5 = Naveromätästys, tavallinen mänty, istutus tavallinen istutus 10 = Laikkumätästys, kuusi, syväistusus, 2v. taimi 4. Naveromätästys, kuusi, syväistutus, 1v taimi 5. Naveromätästys, mänty, tavallinen istutus 6. Laikkumätästys, kuusi, tavallinen istutus 8. Laikkumätästys, mänty, tavallinen istutus 9. Naveromätästys, kuusi, syväistutus, 2 v taimi 10. Laikkumätästys, kuusi, syväistutus, 2 v taimi Kuusamon yhteismetsän Oulangan palstaa

10 Sisältö 1. Kangasmaiden metsänuudistamisen tutkimuksen alkuvaiheita Metlan Muhoksen tutkimusasemalla 1970-luvulla 2. Laikkumätästysmenetelmän kehittäminen Koillismaalla Paikkatietoon yhdistetyn koneistutuksen kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla Tiivistelmä 10

11 Hankkeessa kehitetty laikkumätästyslaite Kuva: Samuli Kemppainen Lähde: Eero Kubin, Samuli Kemppainen, Eeva Pudas, Reijo Seppänen, Anne Tolvanen, Oili Tarvainen ja Veijo Leiviskä Laikkumätästysmenetelmän kehittäminen Koillismaalla. Hanke 7162 Loppuraportti 11

13 13 Jatkoprojekti Paikkatieto ja koneistutus

14 Hankkeen taustalla Metsänhoidon koneellistuminen ja uhkaava työvoimapula Koneellisesta istutuksesta ei ollut kokemusta Pohjois-Suomessa Bracke M-Planter Risutec Kuvat: Miia Parviainen,

15 Hankkeen tavoitteet 1. Koneistutus ja metsänhoito Selvittää koneistutuksen soveltuvuutta Pohjois-Pohjanmaan vaihteleville kasvupaikoille, etenkin paksukunttaisille soistuville kangasmaille ja korkeille alueille Kuvat: Miia Parviainen ja Katja Kangas/Metla 15

16 Hankkeen tavoitteet 2. Istutuskauden pidentäminen Selvittää mahdollisuudet istutuskauden pidentämiseen kesäkuun alusta lokakuuhun Kuvat: Miia Parviainen/Metla 16

17 Hankkeen tavoitteet 3. Paikkatiedon kerääminen Kerätä taimikohtaista paikkatietoa koneistutuksen yhteydessä Ei tehty koneistutuksen yhteydessä Suomessa aiemmin Kuvat: Miia Parviainen/Metla 17

18 Erilaisia paikannustekniikoita laajasti käytössä metsätaloudessa Lähdettiin rohkeasti tutkimaan mahdollisuutta kerätä paikkatietoa koneella istutetuista taimista Kuva: Miia Parviainen/Metla Taustalla yhteistyö Oulun seudun ammattiopiston Taivalkosken yksikön kanssa, jossa mm. kuljettajakoulutusta 18

19 SEURAAVAKSI HANKKEEN KOEJÄRJESTELYT, TULOKSIA TAIMETTUMISESTA JA TUHOISTA SEKÄ PAIKKATIEDON KERÄÄMISESTÄ 19

20 Olhava, Ii Miia Parviainen Maanmittauslaitos lupa 6/MYY/13 Koejärjestelyt Kesä Heinä Elo Loka Miia Parviainen Maanmittauslaitos lupa 6/MYY/13 Merenvaara, Kuusamo Kolmella eri alueella Metsähallituksen ja Kuusamon yhteismetsän mailla: - Olhava: 90 m mpy, lehtomainen kangas - Pudasjärvi 175 m mpy, tuore kangas - Kuusamo ja yli 260 m mpy, tuore kangas Neljä koejäsentä: istutus kesä-, heinä-, elo- ja lokakuussa 2013 Kaksi verrokkia: paksukunttainen ja ns. normaali kangasmaa Koealan koko 30m * 30m Sulakoski, Pudasjärvi Miia Parviainen Maanmittauslaitos lupa 6/MYY/13 20

21 Taimimateriaalin tuottaja Metsäkuusamo Oy Olhava ja Pudasjärvi: Pudasjärven siemenalkuperää Kuusamo: Kuusamon siemenalkuperää (kesä-, heinä- ja elokuu) ja Posion alkuperää (lokakuu) Kesä-, heinä- ja elokuussa istutetut taimet olivat kasvatettu edellisen vuonna kasvihuoneessa ja säilytetty ulkona talven yli. Lokakuussa istutetut taimet oli kasvatettu istutusvuonna. Kaikki istutetut taimet olivat plantek 121- paakussa 21 Kuvat: Miia Parviainen/Metla

22 Koealojen kasvupaikkatekijät Lämpösumma (kum) Olhava Pudasjärvi Kuusamo Aineistolähde: llmatieteen laitos Termisen kasvukauden pituus ( ): 22 Olhava: 157 vrk Pudasjärvi: 140 vrk Kuusamo: 128 vrk

23 Taimien kunto (kaikki koealat) Tutkimusalueet Taimet inventoitiin syksyllä 2014 Istutuskuukaudet Istutuskuukaudet Kunttakerroksen paksuus 23 Kuvat: Miia Parviainen/Metla

24 Taimien kunto istutuskuukauden mukaan Kuusamo 24

25 Taimien kunto istutuskuukauden mukaan Pudasjärvi 25

26 Taimien kunto istutuskuukauden mukaan Olhava 26 Kuva: Miia Parviainen/Metla

27 27 Taimituhot koealoittain 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Kuivuus Märkyys Lumi Rouste Eroosio Halla Metso Myyrä Tukkimiehentäi Sienitauti Poro Hirvi Tuntematon Kuva: Miia Parviainen/Metla Olhava Pudasjärvi Kuusamo

28 Taimituhot istutusajan mukaan, Olhava 28 Kuvat: Miia Parviainen ja Katja Kangas/Metla

29 Lämpötila Mitattu + 10cm mättään pinnasta 29 Kuva: Miia Parviainen/Metla

30 Taimituhot istutusajan mukaan Pudasjärvi 30 Kuva: Miia Parviainen/Metla

31 31

32 Taimituhot istutusajan mukaan Kuusamo 32

33 33

34 Lisätutkimus paksukunttaisilla kohteilla Taivalkoskella ja Kuusamossa 2014 (kesäkuu) Vaikuttaako kunttakerroksen ohentaminen istutuksen yhteydessä taimettumistulokseen Ohentamisen tavoite saada kivennäismaata humuskerroksen päälle ilman syvää laikkua 34

35 35 Taimien kunto

36 Paikkatiedon kerääminen istutuksen yhteydessä 36 Kuvat Miia Parviainen/Metla

37 Paikkatiedon keräämisen periaate ja tavoite Kun tiedetään kauhan mittauspisteen koordinaatit, voidaan niitä hyödyntää toteutumatiedon tallentamiseen. Istutustiedon tallentuminen ja omavalvonnan tehostaminen Kuljettaja pystyy reaaliajassa seuraamaan istutusmäärää Tiedot voidaan lähettää urakanantajalle suoraan työkoneelta 37 Kuvat Miia Parviainen/Metla

38 Paikkatiedon kerääminen: 3D-mittalaitteet Anturit pystyvät mittaamaan asentoaan kolmen akselin suuntaisesti tuhansia kertoja sekunnissa takaa reaaliaikaisen mittaustuloksen Laitteiden satelliittipaikannus ja siihen yhdistetty korjaussignaali mahdollistaa koneen sijainnin XYZsuunnassa muutaman senttimetrin sisälle (+/- 5cm) = Kallistusanturit 2= Keskusyksikkö 3= Radioantenni 4 = Paikannusantennit 5 = Näyttö 38 Piirros: Meriläinen 2010, s. 17 (muokattu). Valokuva: Miia Parviainen/Metla

39 Paikkatiedon kerääminen istutuksen yhteydessä: tulokset 39 Eri istutuskuukaudet eri väreillä: sininen kesäkuu, punainen heinäkuu, keltainen elokuu

40 Paikkatiedon kerääminen istutuksen yhteydessä: ongelmia tarkkuudessa kesällä 2013 Kuva Miia Parviainen/Metla 40

41 Kerätyn paikkatiedon tarkkuus kesän 2014 istutuksissa 41 Kuvat: Miia Parviainen, Jouni Karhu, Katja Kangas/Metla

43 Tiivistelmä paikkatiedon keräämisestä Paikkatiedon kerääminen onnistui ja menetelmä saatiin toimivaksi. 3D-mittausjärjestelmällä päästiin erittäin tarkkoihin paikannustuloksiin Reaaliaikaisen istutustiheyslaskurin puuttuminen istutustiheyttä ei pystytty hankkeen puitteissa selvittämään, sillä ohjelmiston kehittäminen vaatisi suuria investointeja ja laajempaa kysyntää Suurin kynnys 3D-järjestelmien hyödyntämisen yleistymiselle on laitteiden korkea hinta. Järjestelmälle oltava myös muuta käyttöä 43

44 Paljon haasteita! Hakkuuaukkoa ympäröivän metsän muodostamia katvealueita, joihin ei saada satelliittiyhteyttä. Mobiiliverkon katveet Pitkä etäisyys korjausviestiä lähettävään tukiasemaan aiheuttaa paikannuksiin epätarkkuutta aukkoinen taimikartta, ei vastaa todellista tilannetta 44 Kuva Miia Parviainen/Metla

45 Tiivistelmä taimettumisesta Tulosten perusteella paras ajankohta kuusen koneistutukselle on vasta kesäkuun jälkeen, etenkin hallalle alttiilla alueilla. Taimien kuolleisuus jäi pääsääntöisesti alle 5.5 %, poikkeuksena Pudasjärvi, jossa kesäkuussa 15.3 % ja lokakuussa 7.5 %. Istutusajankohdan pidentäminen lokakuulle saakka näyttää lupaavalta, myöhään syksyllä istutettujen taimien kunto oli verrattain hyvä. Paksukunttaisten ja ohutkunttaisten kohteiden välillä ei taimien menestymisessä ollut selvää eroa Tulokset perustuvat vain yhden vuoden seurantaan pidempiaikaista tutkimusta tarvitaan Koneistutus ja istutuskauden jatkaminen myöhälle syksyyn ok 45

46 Kiitos hankkeen toteuttajille, ohjausryhmälle ja yhteistyötahoille! Tutkimus ryhmä Eero Kubin Miia Parviainen Seppo Pohjola Organisaatio Metla, Oulu Metla, Oulu Metla, Oulu Samuli Kemppainen Metla, Oulu Reijo Seppänen Oili Tarvainen Jouni Kortetjärvi Pertti Nissi Katja Kangas Jouni Karhu Esko Jaskari Kyösti Markkanen Ari Kokko Pirjo Tuisku Tuula Aspegren Irene Murtovaara Osmo Murtovaara 46 Metla, Oulu Metla, Oulu OSAO, Taivalkoski OSAO, Taivalkoski Metla, Oulu Metla, Oulu Metla, Rovaniemi Metla, Oulu Metla, Oulu Metla, Oulu Metla, Oulu Metla, Oulu Metla, Oulu Kuvat: Miia Parviainen/Metla

47 Päätoteuttaja Metla, osatoteuttaja OSAO Taivalkosken yksikkö Julkinen rahoittajana Euroopan maaseuturahasto (90%)/Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus ja Metla Yksityiset rahoittajat (10%) Kalajokilaakson, Pudasjärven ja Taivalkosken metsänhoitoyhdistykset, Kuusamon ja Sallan yhteismetsät, Pölkky Oy, Koneyrittäjien liitto, Metsänomistajien liitto Pohjois- Suomi ry., Pohjois-Pohjanmaan liitto Hanke osa Manner-Suomen maaseutuohjelman toimenpidettä: Yhteistyö maa- ja metsätalouden uusien tuotteiden, menetelmien ja tekniikoiden kehittämiseksi Hankkeen toteutusaika Metlassa osa Tulevaisuuden metsät ja metsänhoito -tutkimusohjelmaa 47

48 Erityiset kiitokset projektikoordinaattorit FT Miia Parviainen ja FT Katja Kangas

49 Kiitokset kuulijoille! 49